JPS6316838A - 溶融金属の注湯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、溶融金属をその注湯ノズルから供給するに
当って、溶融金属を幅方向に巨視的に一様に流出させる
ことが必要とされる、急冷法による金属薄帯の製造時や
ベルトキャスター法による薄鋳片の製造時に適用して好
適な溶融金属の注湯方法に関し、とくにノズル詰りゃノ
ズル変形などのおそれなしに注湯を安定して行おうとす
るものである。

（従来の技術） 急冷金属薄帯の製造方法として、移動冷却体を用いる種
々の直接鋳造方法が提唱されている。

かような直接鋳造法としては、１個の回転するロールな
いしはドラムの表面上に、注湯ノズルを介して膜状の溶
融金属流を供給する単ロール法や、互いに近接して反対
の向きに回転する２個のロールないしはドラムの間隙部
に、膜状あるいは多条の溶融金属流を供給する双ロール
法などが代表的である。

単ロール法では、冷却体に供給される溶融金属流の幅方
向のばらつきがそのまま、生成する金属薄帯の厚み偏差
となるため、幅方向に均一な注湯流を得ることが必須で
ある。

この黒水ロール法では、ロール間隙の湯溜り部である程
度溶湯流の均一化がなされるので、注湯ノズルからの注
湯流は必ずしも膜状である必要はなく、幅方向に多数の
孔を設けた多孔ノズルから多条の注湯流を供給すること
によっても幅方向に連続した金属薄帯を製造することが
できるけれども、注湯流が巨視的に見て幅方向に著しく
流量差があるような場合には生成する金属薄帯の厚み偏
差は大となる。

したがって注湯流が膜状であるが多条状であるかを問わ
ず、少なくとも幅方向に巨視的に均一な注湯流とするこ
とが、急冷金属薄帯製造の際にはとりわけ重要とされる
。

ところで急冷金属薄帯とくに広幅の薄帯を製造する場合
において、幅方向に均一な注湯流を得る方法として、従
来、ノズル部の長手方向に沿って並ぶ複数の小室を独立
して加圧する方法（特開昭５７−１０９５５０号公報）
、電磁力によって均一とする方法（特開昭５７−１３０
７４４号公報）および多孔ノズルの孔の大きさを変える
方法（特開昭５７−１０３７６１号公報）などが提案さ
れている。

しかしながらこれらの方法はいずれも、構造が複雑なだ
けでなく　、５００　ｍ以上の幅の注湯に対しては制御
が難しいという不利があった。

その他にも、特開昭５８−１２２１５７号公報において
、ノズル内への溶湯の供給にタンディツシュを利用する
ことによって幅方向に均一な注湯を行う試みが提案され
ているが、このタンディツシュ方式による溶湯の供給は
、とくにノズルとして安価な溶融シリカ質のものを使用
した場合には、溶湯静圧によるノズル膨張を生じ、その
結果板厚の変動を免れ得なかった。

上記の問題の解決策としては、特開昭５７−１００８４
９号公報に開示されているように、タンディツシュに堰
を設け、該層をオーバーフローさせて適量の溶湯をノズ
ル内に導くことが考えられる。しかしながらこの場合に
、堰をオーバーフローする溶湯の流れは、溶湯の受湯部
から堰に至るまでのタンディツシュ内における溶湯の流
れに強く影響され、たとえば溶湯保持容器からタンディ
ツシュの幅方向中央域に溶湯を供給した場合には、タン
ディツシュ内において幅方向中央域の溶湯流の流速が端
部より著しく速くなり、このため堰の幅方向中央部をオ
ーバーフローする溶湯量は多く、一方端部は少ない落下
形態をとる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したような状況下では、その結果として注湯初期に
、ノズル中央に溶湯が落下した際発生するスプラッシュ
がノズル端部に付着凝固してノズル詰りを生じたり、溶
湯の供給量の多い幅方向中央部での薄帯厚みが厚くなる
などの問題を生じていた。

なおタンディツシュ長さを長くしてやれば、原理的には
溶湯の流れは次第に拡散していき、最終的には幅方向に
一様な流速分布が得られるわけであるが、そのためには
タンディツシュの容量を著しく大きくしてやらねばなら
ず、実際的ではない。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、タン
ディツシュからノズルへの溶湯の供給をノズル幅方向に
わたり巨視的に均一に行って、注湯初期におけるスプラ
ッシュによるノズル詰りの発生やノズル内溶湯温度の不
均一を有利に回避して、長手方向はいうまでもなく板幅
方向における板厚偏差が小さい急冷薄帯を安定して得る
のに好適な溶融金属の注湯方法を提案することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） すなわちこの発明は、溶融金属を、その保持容器からタ
ンディツシュを経て、該タンディツシュの下方に設けた
注湯ノズルに供給し、該注湯ノズルから、幅方向に巨視
的に一様な流れとして溶融金属を流出させるに際し、タ
ンディツシュの内部もしくはタンディツシュと注湯ノズ
ルとの間に、流路の中央から両端部にいくにつれて流路
抵抗が漸減する堰をもうけ、この堰を通してタンディツ
シュから注湯ノズル内に溶融金属を供給することから成
る溶融金属の注湯方法である。

以下この発明を具体的に説明する。

第１図に、タンディツシュと注湯ノズルとの間・　にオ
ーバーフロー堰をそなえる注湯装置を模式で示す。図中
番号ｌは溶融金属の保持容器、２はそのスライディング
ノズル、３はタンディツシュ、そして４が堰であり、５
は注湯ノズル、６は注湯ノズル５における湯溜りである
。

さて第１図に示したような構造になる注湯装置において
、堰４の上端部が平坦すなわちこの堰４における流路抵
抗は幅方向にわたって均一である場合において、保持容
器ｌがら溶融金属をタンディツシュ３の幅方向中央域に
供給したときの、堰４の直前における溶融金属流の幅方
向にわたる流速分布について調べた結果の一例を第２図
に示す。

同図に示したとおり、流路抵抗が幅方向で均一な場合に
は、流速には幅方向で差異が生じている。

そこでこの発明では、逆に、幅方向にわたって流路抵抗
に差をつけることによって、具体的には前掲第２図に示
したような堰の直前における溶融金属の流速分布に基づ
き、その流速が大きい部分に対応する範囲の堰の流路抵
抗を大きくする一方、その流速が小さい部分に対応する
範囲の堰の流路抵抗は小さくすることによって、溶融金
属の幅方向にわたる流速分布を均一にするのである。

なお堰の直前での溶融金属の流速分布は、タンディツシ
ュへの溶融金属の供給のし方や、供給位置によって第２
図とは異なる場合もありうるが、実際のタンディツシュ
での溶融金属の流速分布の測定もしくは水モデルなどの
モデル実験での流速分布の測定結果に基づき、流路抵抗
の差のっけ方を変えれば良い。

堰の形態としては、その上端部を溶融金属が溢流するオ
ーバーフロー堰とし、堰の上端部に複数の切欠あるいは
溝を設け、これらの切欠あるいは溝の断面積や配列等を
幅方向で変えることにより、堰の流路抵抗を幅方向で変
化させることができる。

その−例を第３図および第４図に示す。第３図は、溝７
の幅を堰４の中央部で狭く、両端部にいくほど広くした
場合、また第４図は溝幅はすべて同じであるが、その間
隙を中央部で広（、他方両端部で狭くした場合である。

なお、タンディツシュは溶融金属の保持容器と注湯ノズ
ル間の緩衝容器として、溶融金属の温度や組成の均一化
ならびに保持容器からの溶融金属の供給速度の脈動の吸
収の役割もそなえる性質上、タンディツシュ内に成る程
度の量の溶融金属を保持する必要があることから、堰と
しては、上記したようなオーバーフロー堰が好適ではあ
るが、小径の貫通孔を多数有する堰あるいはセラミック
フオームなどの多孔体を一部もしくは全面に用いた′堰
によってもこのような溶融金属の保持が可能である。こ
のような小径の貫通孔を多数有する堰や、多孔体を用い
た堰を用いる場合は、その貫通孔や気孔の大きさを幅方
向で変えるか、あるいは貫通孔の配列間隔や、多孔体の
配列間隔、さらには堰の厚みを幅方向で適宜に変更する
ことによって流路抵抗を変えることができる。

（作　用） この発明に従い、幅方向の流路抵抗に差をつけた堰を、
内部もしくは注湯ノズルとの間に設けたタンディツシュ
を用いて、溶融金属の供給を行うことにより、タンディ
ツシュ内の溶融金属の流動状態に係らず、注湯ノズルの
全幅にわたって安定した注湯流が得られ、ひいては薄帯
の板厚偏差が軽減される。

（実施例） 実施例１ この発明を実施するに当って前掲第１図に示したような
タンディツシュと注湯ノズルとの間にオーバーフロー堰
をそなえる注湯装置を用いるものとし、該層には第３図
に示したとおり、溝幅が中央から両端部にいくに従って
次第に広くなる溝を設けた。ここに溝幅は堰の中央部で
５０ｍ、端部で８０Ｍであり、各隣接溝間の間隔は全て
３５ｆｉの一定とした。

さて上記の装置において、保持容器からタンディツシュ
の幅方向中央域に溶融金属を供給し、ノズルからの注湯
速度：　８．Ｏｋｇ／ｓの速さで注湯して、急冷薄帯を
製造したところ、得られた急冷薄帯は最も厚みが大きい
中央部で厚み＝２８０〜２８５μｍ１最も厚みが薄い端
部で２６５〜２７５μｍであった。

実施例２ 同じく前掲第１図に示した注湯装置において、溝の形状
のみ第４図に示したように、溝のピッチが堰の中央部か
ら端部にいくにつれて５０ｍから２０鰭まで次第に小さ
くなるように変化させた（溝幅は５０鶴と一定）オーバ
ーフロー堰を用いて、同じ（８，０ｋｇ’ｓの注湯速度
で急冷薄帯を製造した。

かくして得られた薄帯は、最も厚肉の中央部で２８０〜
２８５μ１１薄肉の端部２６０〜２７０μ驕であった。

比較例１，２ 溝がなく上端面が平坦な堰を用いた場合（比較例１）、
また溝幅６０ｍｍ、溝ピツチ１００顛と堰の上端面に均
一に溝を設けた堰を用いた場合（比較例２）についても
、実施例１と同様にして急冷薄帯を製造した。

かくして得られた各薄帯の幅方向の厚み分布について調
べた結果を、実施例と比較して第５図に示す。

同図から明らかなように、この発明に従って溶融金属の
注湯を行うことにより、得られた薄帯の幅方向における
板厚偏差が大幅に軽減されている。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、タンディツシュがら注湯ノ
ズル内への溶湯の供給をノズル幅方向にわたって均一に
行うことができ、ひいては注湯初期に懸念されたノズル
詰りなどのおそれなしに該ノズルからの均一な注湯が実
現でき、さらには得られる金属薄帯の板厚偏差も軽減さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に用いて好適な注湯装置の模
式図、 第２図は、タンディツシュに設けた堰の直前における流
速分布を示した図、 第３図および第４図はそれぞれ、好適な溝形状を示した
図、 第５図は、この発明を用いて得られた急冷金属薄帯の幅
方向の厚み分布を、従来法により得られた薄帯のそれと
比較して示したグラフである。 第２図 ｆｆＡ（惰帽） 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、溶融金属を、その保持容器からタンディッシュを経
   て、該タンディッシュの下方に設けた注湯ノズルに供給
   し、該注湯ノズルから、幅方向に巨視的に一様な流れと
   して溶融金属を流出させるに際し、タンディッシュの内
   部もしくはタンディッシュと注湯ノズルとの間に、流路
   の中央から両端部にいくにつれて流路抵抗が漸減する堰
   をもうけ、この堰を通してタンディッシュから注湯ノズ
   ル内に溶融金属を供給することを特徴とする溶融金属の
   注湯方法。